CN102107180B - 偏心力矩无级可调振动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种偏心力矩无级可调振动机构，该振动机构的箱体上安装有至少四根偏心轴，其中一半偏心轴并排在箱体上部构成上层偏心组，另一半偏心轴并排在箱体下部构成下层偏心组，所有偏心轴均安装有偏心块和齿轮，上、下层偏心组的齿轮之间均分别相互啮合，上层偏心组中有一个偏心轴与液压马达相连接，另一个偏心轴安装有上链轮；下层偏心组中有一个偏心轴与液压马达相连接，另一个偏心轴安装有下链轮，上、下链轮之间由链条连接；上下两层偏心组之间设有与链条连接的两个调节链轮，连接两个调节链轮的连杆与液压缸的伸缩杆固定连接。本发明可实现工程机械工作振幅的可选调节控制，有利于延长机械的使用寿命，提高工作效率和工作适应性，具有很强的实用性和广阔的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是一种偏心力矩无级可调振动机构。
背景技术
目前在使用偏心振动机构的各个领域，如液压振动桩锤、冲击钻机、振动压路机、振动破碎机等需要振动作业的工程机械，为提高工作效率，需要针对不同工况选用不同的最佳振幅，以及为避免启动和停车时经过共振区域产生共振损坏机器，都希望能做到偏心力矩可调。
目前国内外各种偏心力矩调节方案中，大致有几种形式：(1)手动调整，通过改变偏心块相位或重量调节偏心力矩，必须停机调整。(2)碰块两级式，靠马达的正反转，使活动偏心块与固定偏心块夹角改变，从而达到改变偏心矩的目的。该方法与国内手动调整原理相似，结构简单，但变矩级别有限，如中国专利申请号为200810244009，名称为“一种偏心振动机构”。(3)滑移齿轮式，利用大螺旋角人字齿轮的轴向移动，使与其啮合的两组同步齿轮相对旋转，从而达到无极调整偏心力矩的目的。该机构显然能实现无极调频，但结构较复杂，且对齿轮同步精度要求很高，可靠性差。如中国专利公开号为CN101581096A、名称为“偏心力矩可调式液压振动桩锤”。(4)四轴螺旋花键调整轴式，调整轴上制造了两段旋向相反的大导程螺旋花键，两端键上各装一齿轮，其中一个齿轮与下面的同步齿轮相啮合，另一个齿轮则通过中间齿轮与上面的同步的齿轮相啮合，轴向滑动调整轴，下组偏心块相对上组偏心块转动，亦可以达到无级调频的目的，但是，该机构庞大，对精度要求非常高，控制性差，成本很高。
因此，目前国内外现存振动桩锤各种调矩方式中，有的是调节能力差，有的是机构复杂，特别是齿轮刚性同步传动方式中，由于结构复杂，齿轮等传动件易于损坏，造成了无级调矩型振动机构至今难以推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题提供一种偏心力矩无级连续可调，结构简单，调矩控制方便，安装维护简单并且制作成本低的偏心力矩无级可调振动机构。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：本发明偏心力矩无级可调振动机构的箱体上安装有至少四根偏心轴，其中一半数量的偏心轴并排在箱体上部构成上层偏心组，另一半数量的偏心轴并排在箱体下部构成下层偏心组，所有偏心轴均安装有偏心块和齿轮，上层偏心组的齿轮相互啮合，下层偏心组的齿轮相互啮合，上层偏心组中有一个偏心轴与液压马达相连接，另一个偏心轴安装有上链轮；下层偏心组中有一个偏心轴与液压马达相连接，另一个偏心轴安装有下链轮，上、下链轮之间由链条连接；上下两层偏心组之间设有由连杆连接的两个调节链轮，两个调节链轮均与链条连接，连杆与安装在箱体上的液压缸的伸缩杆固定连接。
上述两个调节链轮之间的连接杆上装有松紧弹簧。
本发明突破传统偏心力矩调节方式，既不采用改变偏心块转动惯量的复杂的调节机构，也不采用振幅、频率同时变化的单纯调频方案，而是通过控制改变上下层偏心块相位差，来实现的振幅矢量合成，从而简单而巧妙的实现振幅独立调节。
本发明可实现液压振动桩锤及振动压路机等机械工作振幅的可选调节控制，以满足不同地质条件下的高效施工要求，同时也有效解决了液压振动锤等机械在启动和停车时，都要经过共振区域的不足，有利于延长机械的使用寿命，提高工作效率和工作适应性，也为偏心振动机械的电脑化控制提供了很好的操作性，具有很强的实用性和广阔的市场应用前景。本发明可应用于液压振动桩锤、冲击钻机、振动压路机、振动破碎机等工程机械。
附图说明
图1是本发明偏心力矩无级可调振动机构的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视示意图。
图3是图1中上层偏心组的偏心块和下层偏心组的偏心块相位相差180度的状态示意图。
图4是图1中上层偏心组的偏心块和下层偏心组的偏心块相位相差0度的状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
箱体1的上部安装有并排的第一偏心轴2和第二偏心轴3，第一偏心轴2和第二偏心轴3构成上层偏心组，箱体1的下部安装有并排的第三偏心轴4和第四偏心轴5，第三偏心轴4和第四偏心轴5构成下层偏心组，上述四个偏心轴均通过轴承23与箱体1连接；第一偏心轴2上安装有偏心块10、齿轮6和上链轮16，第二偏心轴3上安装有偏心块11和齿轮7，齿轮7与液压马达14相连接，齿轮7与齿轮6相啮合；第三偏心轴4上安装有偏心块12、齿轮8和下链轮17，第四偏心轴5上安装有偏心块13和齿轮9，齿轮9与液压马达15连接，齿轮9与齿轮8相啮合；上链轮16与下链轮17之间由链条21连接；上下两层偏心组之间设有调节链轮19和调节链轮18，调节链轮19和调节链轮18之间由连杆24连接，连杆24上装有松紧弹簧20，两个调节链轮均与链条21连接，连杆24与安装在箱体1上的液压缸22的伸缩杆25固定连接。
工作时，由液压马达14和液压马达15分别带动第二偏心轴3和第四偏心轴5转动，同时，经齿轮组连接的第一偏心轴2和第三偏心轴4也随之转动，保证了上、下层偏心组的偏心块能同步运转，从而使偏心块转动产生的离心力在水平方向的分量相互抵消，而垂直方向的分量叠加便产生激振力。
由于上下层偏心组之间设有链条连接，从而保证了四个偏心轴在旋转运动时转速相同并且使偏心块的相位差保持不变。
当需要改变上下层偏心组的偏心块相位差以获取不同激振力时，可通过液压缸驱动使两个调节链轮同时作水平移动，当两个调节链轮移动至上下层偏心组的偏心块相位相差180度时，如图3所示，在垂直方向上的激振力相互抵消为零。当需要增大激振力时，只要控制液压缸使两个调节链轮同时向右移动，如图4所示，此时，由于右侧调节链轮突然使力使链条瞬间拉动上链轮，从而使上层偏心组的偏心块与下层偏心组的偏心块的相位差发生改变，当两层偏心组相位一致时，其在垂直方向上的激振力相互叠加，达到最大。因此，只要通过液压缸驱动使两个调节链轮的位置发生移动，就会改变上下层偏心组的偏心块相位差，即可实现在垂直方向上的偏心力矩由“0-最大”和“最大-0”的连续无级调节控制。
由于连接两个调节链轮的连杆上设有张紧弹簧，因此可使两个调节链轮在移动过程中始终与链条保持紧密连接。
本发明构成上层或下层偏心组的偏心轴不限定于两根，也可以采用多层或多排偏心组的结构。本发明使用的液压马达不限定于两个，可以用一个，也可以用多个，还可以用电机或其它动力驱动代替。
Claims (2)
1.偏心力矩无级可调振动机构，包括箱体，箱体上安装有至少四根偏心轴，其中一半数量的偏心轴并排在箱体上部构成上层偏心组，另一半数量的偏心轴并排在箱体下部构成下层偏心组，其特征在于：所有偏心轴均安装有偏心块和齿轮，上层偏心组的齿轮相互啮合，下层偏心组的齿轮相互啮合，上层偏心组中有一个偏心轴与液压马达相连接，另一个偏心轴安装有上链轮；下层偏心组中有一个偏心轴与液压马达相连接，另一个偏心轴安装有下链轮，上、下链轮之间由链条连接；上下两层偏心组之间设有由连杆连接的两个调节链轮，两个调节链轮均与链条连接，连杆与安装在箱体上的液压缸的伸缩杆固定连接。
2.根据权利要求1所述偏心力矩无级可调振动机构，其特征在于，所述连接两个调节链轮的连杆上安装有松紧弹簧。
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